《材料結構與性能》課程教學大綱一、課程簡介課程中文名材料結構與性能課程英文名StructureandPropertiesofMaterials雙語授課□是■否課程代碼21122010課程學分2總學時數32課程類別□通識教育課程□公共基礎課程■專業教育課程□綜合實踐課程□教師教育課程課程性質□必修■選修□其他課程形態□線上■線下□線上線下混合式□社會實踐□虛擬仿真實驗教學考核方式□閉卷□開卷■課程論文□課程作品■匯報展示□報告■課堂表現■階段性測試■平時作業□其他（可多選）開課學院材料科學與工程學院開課系(教研室)材料化學面向專業材料化學專業開課學期第5學期先修課程大學物理，物理化學，高等數學，材料科學與基礎后續課程塑料制品成型工藝、高分子材料工廠工藝設計概論選用教材1.陳玉清、陳云霞.《材料結構與性能》[M].北京:化學工業出版社,2014.參考書目黃維剛,薛冬峰.材料結構與性能（第1版）[M].北京:華東理工大學出版社,2018年.胡賡祥等.材料科學基礎（第3版）[M].上海交通大學出版社,2009.課程簡介《材料結構與性能》是材料化學專業的一門專業選修課程。本課程論述了材料結構與性能的關系及應用，建立材料宏觀性能與微觀本質間的聯系方法。通過課程學習，將使學生牢固掌握與材料性能相關的基本概念、基礎理論和物理本質，能夠建立材料宏觀性能與微觀組織結構特征之間的理論聯系，具備對工程材料基本物理規律的普遍性、特殊性的認知和分析能力，能夠預測和分析材料物理性能規律，能夠對結論的有效性和正確性提供理論依據，擴展學生學術視野，為學生探索新材料、新性能和新方法打下堅實的專業理論基礎。二、課程目標表1課程目標序號具體課程目標課程目標1能夠運用材料結構與性能的基本原理和知識，通過文獻及相關實踐經驗研究分析不同材料的組織結構與性能之間的影響關系，具備通過分析不同材料特點、性能需求對材料制備、加工技術進行推理、分析與解決，可運用所學知識指導生產實踐。課程目標2能夠建立材料宏觀性能與微觀組織結構特征之間的理論聯系，具備對工程材料基本物理規律的普遍性、特殊性的認知和分析能力，利用系統思維的能力，將工程知識用于化工、有機高分子材料領域的復雜工程問題解決方案的比較與綜合，并體現本專業領域先進的技術。課程目標3能夠基于材料科學與工程、人文社會科學等領域的相關背景知識，解釋材料領域工程實踐和復雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，進行解決方案的合理分析，理解工程師應承擔的責任與義務，并協助專業團隊開展相關評價。認同材料化學專業；形成正確的理想信念；具備家國情懷、社會責任；具有主動參與、積極進取、崇尚科學、探究科學的學習態度和思想意識；具有良好的學習興趣；具備實事求是的科學態度與創新精神；具備精益求精的工匠精神；具備科研倫理與法律意識；形成良好的社會意識與可持續發展理念。表2-1課程目標與畢業要求對應關系（適用于專業教育課程）畢業要求指標點課程目標畢業要求5：使用現代工具：能夠針對化工、有機高分子材料領域相關復雜問題，開發、選擇、使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具，包括對材料化學領域相關復雜問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性?！綧】5.3能夠針對材料化學領域具體的工程問題對象，通過組合、選配、改進、二次開發等方式創造性地使用現代工具進行模擬和預測，滿足特定需求，并能夠分析其局限性。課程目標1畢業要求1：工程知識：能夠運用數學、自然科學、工程基礎和專業知識解決化工、有機高分子材料領域復雜工程問題。【M】1.4能夠利用系統思維的能力，將工程知識用于化工、有機高分子材料領域的復雜工程問題解決方案的比較與綜合，并體現本專業領域先進的技術。課程目標2畢業要求10：溝通：能夠就材料化學領域復雜工程問題與業界同行及社會公眾進行有效溝通與交流，包括撰寫報告和設計方案、陳述發言、答辯等方式準確理解和表達專業見解，并具有良好的語言文字表達能力，熟練掌握一門外語，具備一定的國際視野并能在跨文化背景下進行溝通和交流。【M】10.1具有良好的語言文字表達能力，能夠就材料化學相關復雜工程問題通過撰寫報告和設計方案、陳述發言、答辯等方式準確理解和表達專業見解，同時理解并包容與業界同行和社會公眾交流的差異性；課程目標3

三、課程學習內容與方法（一）理論學習內容及要求表3-1課程目標、學習內容和教學方法對應關系序號課程模塊學習內容學習任務課程目標學習重點難點教學方法學時1材料結構與性能緒論1.材料結構與性能的建立和發展1.拓展閱讀：材料結構和性能的發展前景。2.線上學習：材料研究對于本時代的影響。課程目標1、2、3重點：1.材料結構與性能的學習方法。2.材料結構與性能課程的基本內容和任務。3.材料結構與性能與其它課程的關系。難點：1.材料結構與性能的學習方法。2.材料結構與性能與其它課程的關系。1.課堂講授：能夠引導學生理解材料結構與性能課程的意義和學習方法12.材料結構與性能的學習目的和內容課程目標1、2、33.材料結構與性能研究方法課程目標1、2、34.材料結構與性能課程的學習方法課程目標1、2、32材料的結構與受力形變1.應力與應變1.拓展閱讀：力學性能相關材料的發展與前景。2.小組作業：力學性能相關材料的發展與前景PPT報告。課程目標1、2、3重點：掌握材料的力學性能掌握材料在受力條件下的形變、斷裂和蠕變等力學現象，及各種現象的產生原理和對應的參數；了解提高和改善材料力學性能的方法手段。難點：1.應力與應變。1.課堂講授：能夠引導學生掌握材料結構與受力形變間的關系。2.小組討論：培養學生團隊合作意識。32.材料結構與彈性形變課程目標1、2、33.材料結構與塑性形變課程目標1、2、34.材料結構與高溫蠕變課程目標1、2、33材料的脆性斷裂與強度1.固體材料的理論強度1.拓展閱讀：力學性能相關材料的發展與前景。2.小組作業：力學性能相關材料的發展與前景PPT報告。課程目標1、2、3重點：1.掌握固體材料的理論2.掌握材料強度和韌性的基本原理和對應的參數；3.掌握Griffith斷裂強度及斷裂韌性4.掌握無機材料的統計性質難點：1.從顯微結構的角度論述陶瓷材料的增韌補強1.課堂講授：能夠引導學生掌握材料結構與脆性斷裂性能之間的關系。2.小組討論：培養學生團隊合作意識。42.材料的斷裂強度課程目標1、2、33.裂紋的起源與擴展的能量判據課程目標1、2、3材料的斷裂韌性課程目標1、2、3材料的結構與強化增韌課程目標1、2、36．無機材料強度的統計性質課程目標1、2、37.材料的硬度課程目標1、2、38.復合材料課程目標1、2、34材料的結構與熱學性能1.晶格熱振動1.拓展閱讀：熱學性能相關材料的發展與前景。2.小組作業：熱電材料的發展與前景PPT報告。課程目標1、2、3重點：了解熱性能的物理學基礎；掌握材料的熱容、熱膨脹、熱傳導、熱電性的理論基礎、影響規律和機理；具備理論解釋不同材料熱學宏觀特性的分析能力。難點：1.具備理論解釋不同材料熱學宏觀特性的分析能力。1.課堂講授：能夠引導學生掌握材料結構與熱學性能之間的關系。2.小組討論：培養學生團隊合作意識。42.材料的結構與熱膨脹課程目標1、2、33.材料的結構與熱傳導課程目標1、2、34.材料的結構與抗熱沖擊性能課程目標1、2、35材料的結構與磁學性能固體物質的磁性來源1.拓展閱讀：磁學性能相關材料的發展與前景。2.小組作業：磁性材料的發展與前景PPT報告。課程目標1、2、3重點：掌握磁性能的基本理論；掌握材料的抗磁性、順磁性、鐵磁性、亞鐵磁性、反鐵磁性的特征及產生原因；掌握自發磁化和技術磁化的相關理論；掌握鐵磁性的影響規律和機理。難點：1.掌握材料的抗磁性、順磁性、鐵磁性、亞鐵磁性、反鐵磁性的特征及產生原因；1.課堂講授：能夠引導學生掌握材料結構與材料磁學性能之間的關系。2.小組討論：培養學生團隊合作意識。42.固體物質的磁性分類課程目標1、2、33.磁疇與磁化曲線課程目標1、2、34.鐵氧體的結構與磁性課程目標1、2、35.磁性材料的結構與性能課程目標1、2、36.磁性材料的物理效應課程目標1、2、36材料結構與電導1.材料導電的本質1.拓展閱讀：電學性能相關材料的發展與前景。2.小組作業：超導材料的發展與前景PPT報告。課程目標1、2、3重點：1.了解電導的本質和衡量電導的基本參數2.掌握電導率和電阻率的計算公式；3.掌握金屬、離子和電子導電的本質及影響因素。難點：1.掌握金屬、離子和電子導電的本質及影響因素。1.課堂講授：能夠引導學生掌握材料結構與電導之間的關系。2.小組討論：培養學生團隊合作意識。42.金屬材料的電導課程目標1、2、33.離子材料的電導課程目標1、2、34.電子電導課程目標1、2、35.材料的超導電性課程目標1、2、37材料的結構與介電性能1.材料的結構與介質的極化1.拓展閱讀：介電性能相關材料的發展與前景。2.小組作業：超級電容器的發展與前景PPT報告。課程目標1、2、3重點：1.掌握介電極化的機制2.掌握介質損耗和介質極化的影響因素；3.掌握鐵電和壓電材料的作用機理。；難點：1.掌握介質損耗和介質極化的影響因素；。1.課堂講授：能夠引導學生掌握材料結構與介電性能之間的關系。2.小組討論：培養學生團隊合作意識。42.高介晶體的結構與極化課程目標1、2、33.無機材料的極化課程目標1、2、34.電介質的介質損耗課程目標1、2、35.材料的介電強度課程目標1、2、36.鐵電性與結構的關系課程目標1、2、37.壓電性與材料結構的關系課程目標1、2、38材料的結構與光學性能1.材料的非線性光學性能1.拓展閱讀：光學性能相關材料的發展與前景。2.小組作業：非線性光學材料的發展與前景PPT報告。課程目標1、2、3重點：1.非線性光學特征和應用2.線光學性能的特征和應用；3．新型光功能材料的設計和改性難點：1.線光學性能的特征和應用1.課堂講授：能夠引導學生掌握材料結構與光性能之間的關系。2.小組討論：培養學生團隊合作意識。42.材料的線性光學性能課程目標1、2、33.材料的表面特征與光澤課程目標1、2、34.材料的結構與透光性能課程目標1、2、35.材料的顏色與呈色機理課程目標1、2、36.新型光功能材料簡介課程目標1、2、37.材料的負折射和光子晶體課程目標1、2、39材料表面結構與潤濕性能1.疏水理論基礎1.拓展閱讀：潤濕性能相關材料的發展與前景。2.小組作業：超疏水和超潤濕材料的發展與前景PPT報告。課程目標1、2、3重點：1.疏水理論2.超疏水材料的設計和改性；難點：1.超疏水材料的設計和改性；1.課堂講授：能夠引導學生掌握材料結構與潤濕性能之間的關系。2.小組討論：培養學生團隊合作意識。42.C/SiO2復合薄膜的微觀結構與接觸角課程目標1、2、33.浸潤性轉變課程目標1、2、3

四、課程考核（一）考核內容與考核方式（考核內容含實驗要反映主要的課程目標；考核方式要適合課程性質，如：課堂表現、平時作業、階段性測試、調研報告、課程大論文、閉卷考試、開卷考試等。）表4課程目標、考核內容與考核方式對應關系課程目標考核內容所屬學習模塊/項目考核占比考核方式課程目標11.材料結構與性能基本理論的理解水平、綜合分析與運用能力（1）材料結構與力學性能（2）材料結構與熱學性能（3）材料結構與磁學性能（4）材料結構與電導（5）材料結構與介電性能（6）材料結構與光學性能（7）材料結構與潤濕性能2、3、4、5、6、7、8、935%1.課堂表現（討論、發言、提問等）2.期末測試2.材料結構與性能最新研究成果與發展趨勢的情況（1）材料結構與性能的產生與發展（2）各類材料性能的新研究、新成果、新技術1、2、3、4、5、6、7、8、9課程目標21.是否具備對工程材料基本物理規律的普遍性、特殊性的認知和分析能力1、2、3、4、5、6、7、8、930%1.課堂表現（討論、發言、提問等）2.小組討論3.期末測試2.是否能利用系統思維的能力解決復雜工程問題1、2、3、4、5、6、7、8、9課程目標31.是否樹立了正確的人生價值觀；是否具有社會責任感、提升馬克思主義唯物辯證法理論水平、愛國主義情懷。1、2、3、4、5、6、7、8、935%1.小組討論2.課程大論文2.參加協作學習情況，團隊合作精神1、2、3、4、5、6、7、8、9表4-2課程目標與考核方式矩陣關系課程目標考核方式考核占比（此處需與上表基本一致）期末考試成績比例50%小組討論成績比例20%課程論文成績比例20%課堂表現成績比例10%課程目標160%50%35%課程目標240%25%50%30%課程目標375%100%35%備注：以上考核方式類型及占比均為示例，需確保每一列占比總和為100%。（二）成績評定1.課堂參與通過學生在課堂上的表現來評價學生的知識認知情況及家國情懷、社會責任、學習態度、學習興趣、科學精神、創新精神、創新能力水平與終身學習意識等能力水平。包括課堂發言、提問、回答問題、測驗、練習等，每人每期參加上述課堂活動不得少于兩次，少于兩次者，課堂表現成績記為0分。2.小組討論匯報通過分組收集不同新材料結構、性能和研究進展的材料形成PPT并匯報。主要考查學生收集資料能力，合作學習能力、語言文字表達能力、教學設計能力和展示與匯報能力等。3.課程論文通過文獻調研和資料分析形成課程論文?？疾閷W生收集資料能力，科技論文寫作能力。4.期末成績評定期末考試以開卷的方式進行。試題類型包括選擇、填空、判斷等多種題型。期末考試主要考察學生對基本理論、基礎知識和具體方法的理解與運用情況。要求學生掌握材料結構與性能基礎知識的識記，原理、定律的理解，方法的具體應用；促進材料結構與性能知識的系統化，提高材料結構與性能知識應用能力，達到分析問題、解決問題能力。3.總成績評定總成績應由平時考核成績和期末考核成績構成，其構成比例應科學合理。書寫格式：總成績（100%）=課堂參與（20%）+課程論文（30%）+小組討論匯報（30%）+期末成績（20%）（三）評分標準針對課程考核方式中的所有項目，均需制定相應的評分標準，明確具體評分細則。其中試卷考核項目以試卷參考答案及評分細則為準，非試卷考核項目可參照以下示例制定。課堂參與考核項目評分標準優秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課堂練習課堂測驗、回答問題正確，且能進行解釋課堂測驗、回答問題正確，但解釋不清楚課堂測驗、回答問題正確率超過80%課堂測驗、回答問題正確率超過50%課堂測驗、回答問題正確率不足50%提問與發言隨堂提出的問題，能準確呼應，提問、討論發言積極，思路清晰，問題有深度、有創新提問、討論發言積極，觀點基本正確，問題有深度、有創新，但不全面提問、討論發言觀點基本正確，但不全面提問、討論發言觀點有部分正確，或邏輯不嚴密提問、討論發言觀點錯誤，思路不清晰，邏輯不嚴密隨堂筆記記錄上課內容詳細，能對本書以外的參考書進行筆記的整理完善。書上也有對應補充記錄上課內容較詳細，能對課堂所講內容進行消化吸收。書上也有對應補充能及時記錄上課內容，對課堂所講內容進行消化吸收。在書上進行補充、完善，內容不是很全面記錄不全，或完全沒有記錄。課程論文考核項目評分標準優秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課程論文例：（1）論文選題符合課程性質，選題范圍適中，具有較高的研究價值和意義，表現出很強的問題意識。（2）論證過程嚴謹，所使用的證據或材料充分，結論清晰，具有相當的說服力和解釋力。（3）文章結構合理，組織嚴密，連貫一致。（4）語言表達準確，敘述清楚，所使用的教育專業術語規范。（5）論文符合學術規范。例：（1）論文選題恰當合理，具有較高的研究價值和意義，表現出較強的問題意識。（2）論證過程較為嚴謹，所使用的證據或材料較為充分，結論清晰，具有較強的說服力和解釋力。（3）文章結構合理，組織較為嚴密，連貫一致。（4）語言表達較為準確，敘述清楚，所使用的教育專業術語較為規范。（5）論文基本符合學術規范，無明顯錯誤。例：（1）論文選題較為合理，具有一定的研究價值和意義，表現出一定的問題意識。（2）論證過程具有一定的嚴謹性，所使用的證據或材料較為充分，結論清晰，具有一定的說服力和解釋力。（3）文章結構較為合理，組織較為嚴密。（4）語言表達較為準確，敘述較為清楚，所使用的教育專業術語較為規范。（5）論文基本符合學術規范，有部分錯誤。例：（1）論文主題具有一定的研究價值和意義，但選題凝練不夠，問題意識欠佳。（2）論證過程較為合理但不太嚴謹，具有一定的證據或材料但不夠充分，結論基本清晰。（3）文章結構較為合理，組織具有一定的嚴密性，但存在部分不連貫現象。（4）語言表達基本清楚，所使用的教育專業術語基本規范。（5）論文基本符合學術規范，有部分錯誤。例：（1）論文選題不符合課程性質，或主題不明確（2）論證過程隨意，所使用的證據或材料極其不充分，結論不清晰。（3）文章結構混亂，存在前后不連貫現象。（4）語言不通順，所使用的教育專業術語不規范。（5）論文明顯不符合學術規范，或存在抄襲現象。小組討論匯報考核項目評分標準優秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)儀態10%儀態自然大方；服裝整潔優雅；具有教師形象，能目視觀眾，不長時間盯著PPT或回頭看投影儀態自然大方；服裝整潔；能目視觀眾，不長時間盯著PPT或回頭看投影服裝